DE10297038B4 - Cutting insert and its use - Google Patents
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Abstract
Schneideinsatz (10) aus Hartmetall mit mindestens einer Ausnehmung (2), in die ein Schneidkörper (3) aus einem von Hartmetall verschiedenen Schneidmaterial unter Ausbildung einer festen Verbindung eingesetzt ist, wobei der Schneidkörper (3), an dem eine Schneidkante (4) gebildet ist, aus einer Schneidkeramik besteht und eine geometrische Form besitzt, die mit der geometrischen Form der Ausnehmung (2) mindestens bereichsweise kongruent ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikschneidkörper (3) die Form eines Kreiskegelstumpfs besitzt.cutting insert (10) made of hard metal with at least one recess (2), in the a cutting body (3) from a different carbide cutting material below Forming a fixed connection is used, wherein the cutting body (3), on which a cutting edge (4) is formed, consists of a cutting ceramic and has a geometric shape that matches the geometric shape the recess (2) is at least partially congruent thereby characterized in that Ceramic cutting body (3) has the shape of a circular truncated cone.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz aus Hartmetall mit mindestens einer Ausnehmung, in die ein Schneidkörper aus einem von Hartmetall verschiedenen Schneidmaterial unter Ausbildung einer festen Verbindung eingesetzt ist, wobei an dem Schneidkörper eine Schneidkante ausgebildet ist.The The invention relates to a cutting insert made of hard metal with at least a recess into which a cutting body of a carbide various cutting material to form a solid connection is used, wherein formed on the cutting body, a cutting edge is.
Solche
Schneideinsätze
sind beispielsweise aus den
Diese bekannten Schneideinsätze bestehen aus einem Hartmetall auf Wolframcarbid-Basis, wobei das Bindermetal für den Hartstoff meist Kobalt, Nickel und/oder Eisen ist, und der in eine Ausnehmung des Schneideinsatzes eingesetzte Schneidkörper besteht dabei aus polykristallinem Material, beispielsweise aus Diamant oder kubischem Bornitrid. Das polykristalline Material wird mit Hilfe eines geeigneten Klebers in die Ausnehmung des Schneideinsatzes geklebt oder eingelötet. Dafür geeignete Kleber und Lotmaterialien sind im Handel erhältlich.These known cutting inserts consist of a cemented carbide based on tungsten carbide, wherein the Bindermetal for The hard material is usually cobalt, nickel and / or iron, and the in there is a recess of the cutting insert inserted cutting body while polycrystalline material, such as diamond or cubic boron nitride. The polycrystalline material is with Help a suitable adhesive in the recess of the cutting insert glued or soldered. Suitable for this Glue and solder materials are commercially available.
Außerdem sind Schneideinsätze seit langem bekannt, die entweder nur aus Hartmetall bestehen oder aber nur aus einer Schneidkeramik.Besides, they are cutting inserts known for a long time, which either consist only of carbide or but only from a cutting ceramics.
Während Keramikschneideinsätze für Hochtemperaturanwendungen, d. h. für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken im Hochgeschwindigkeitsbereich, grundsätzlich besser geeignet sind als Hartmetallschneideinsätze, macht sich die geringere Biegebruchfestigkeit der Keramikschneideinsätze immer negativer bemerkbar, je kleiner die Dimensionen der Schneideinsätze werden. Deshalb war es bisher nicht möglich, Werkzeuge mit sehr kleiner Stechbreite oder sehr kleinem Radius für das Kopierdrehen im Hochgeschwindigkeitsbereich aus hochtemperaturbeständiger Keramik herzustellen. Andererseits war es bisher nicht möglich, brauchbare Wendeschneidplatten sehr kleiner Abmessungen und gleichzeitig hochkomplexer Formen aus Vollhartmetall herzustellen.While ceramic cutting inserts for high temperature applications, d. H. For the machining of workpieces in the high-speed range, in principle are better suited than carbide cutting inserts, makes the lower Bending strength of the ceramic cutting inserts becomes increasingly negative, the smaller the dimensions of the cutting inserts become. That's why it has been so far not possible, Tools with very small groove width or very small radius for the Copy turning in the high-speed range of high-temperature-resistant ceramic manufacture. On the other hand, it has not been possible so far, usable indexable inserts very small dimensions and at the same time highly complex shapes To produce solid carbide.
Die
Aus
der
Die
nachveröffentlichte
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Schneideinsätze bereitzustellen, die sich besonders für Hochgeschwindigkeitszerspanungen eignen, also besonders hitzebeständig sind, aber dennoch eine sehr hohe mechanische Festigkeit besitzen, so daß auch sehr kleine Schneidkörper mit sehr kleiner Stechbreite oder sehr kleinem Radius hergestellt werden können, die eine ausreichende Standzeit besitzen.Of the The invention is therefore based on the object of providing cutting inserts, especially for High-speed cutting are suitable, so are particularly resistant to heat, but still have a very high mechanical strength, so that too very small cutting bodies made with very small groove width or very small radius can be which have sufficient life.
Diese Aufgabe wird durch einen Schneideinsatz gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a cutting insert according to claim 1.
Der erfindungsgemäße Schneideinsatz verbindet die Hochtemperaturcharakteristik eines Keramikschneidkörpers mit den Vorteilen eines Trägers aus Vollhartmetall. Durch die spezielle gegenseitige Anpassung der geometrischen Form des Keramikschneidkörpers, der nach Art einer Patrize ausgebildet ist, und der nach Art einer daran angepaßten Matrize ausgebildeten geometrischen Form der Ausnehmung im Hartmetalleinsatz wird eine hohe mechanische Steifigkeit des aus den beiden Körpern gebildeten Verbundes erreicht, die sich insbesondere bei der mit hohen und höchsten Temperaturen verbundenen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Werkstücken vorteilhaft auswirkt.Of the cutting insert according to the invention combines the high temperature characteristic of a ceramic cutting body with the advantages of a carrier Solid carbide. Due to the special mutual adaptation of the geometric shape the ceramic cutting body, which is designed in the manner of a patrix, and the manner of a adapted to it Die formed geometric shape of the recess in the carbide insert is a high mechanical stiffness of the formed from the two bodies Compound achieved, especially in the case of high and highest Temperatures associated high-speed machining of workpieces advantageous effect.
Bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz besitzt der Keramikschneidkörper die Form eines Kreiskegelstumpfs, und zwar vorzugsweise eines senkrechten Kreiskegelstumpfs. Diese Form ergibt einen besonders stabilen kegelförmigen Sitz des Keramikschneidkörpers im Hartmetallschneideinsatz, und damit eine optimale Abstützung und Verbindung der beiden, aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Körper.at the cutting insert according to the invention owns the ceramic cutting body the shape of a circular truncated cone, preferably a vertical one Circular truncated cone. This shape results in a particularly stable conical seat of the ceramic cutting body in carbide cutting insert, and thus optimal support and Connection of the two, made of different materials Body.
Vorzugsweise ist der Keramikschneidkörper mit seiner kleineren Grundfläche auf dem Boden der Ausnehmung befestigt, während die Schneidkante am freiliegenden Kreisbogen der größeren Grundfläche des Kreiskegelstumpfs ausgebildet ist und teilkreisförmig verläuft. Aus dieser Gestaltung ergibt sich ein optimales Verhältnis zwischen Span- und Freiflächen und damit eine hervorragende Eignung des Schneideinsatzes zur Herstellung von Wendeschneidplatten, die vielseitig verwendbar sind und insbesondere für Werkzeuge mit sehr kleiner Stechbreite oder sehr kleinem Radius geeignet sind.Preferably, the ceramic cutting body is fixed with its smaller base on the bottom of the recess, while the cutting edge is formed on the exposed arc of the larger base of the circular truncated cone and extends part-circular. From this design results an optimum ratio between chip and free surfaces and thus excellent suitability of the cutting insert for the production of indexable inserts, which are versatile and are particularly suitable for tools with very small pitch or very small radius.
Die Schneidkante umfaßt vorzugsweise einen Teilkreis von mindestens 200°, höchstens aber von 230°. Wenn der Teilkreis, auf dem die Schneidkante liegt, weniger als 200° umschreibt, ist die effektive Gesamtlänge der Schneidkante zu kurz, um universell einsetzbar zu sein, und wenn der Teilkreis mehr als 230° umschreibt, ist die verbleibende Restfläche des Kegelstumpfmantels, der zur mechanischen Verbindung und Befestigung der beiden Körper dient, zu klein, um eine ausreichende mechanische Festigkeit des Verbundes sicherzustellen.The Cutting edge includes preferably a pitch of at least 200 °, but at most 230 °. If the The circle on which the cutting edge lies is less than 200 °, is the effective total length the cutting edge too short to be universally applicable, and if the pitch circumscribes more than 230 °, is the remaining area left the truncated cone, which is used for mechanical connection and attachment the two bodies serves too small to have sufficient mechanical strength of the To ensure a composite.
Der Kegelwinkel für den Kreiskegelstumpf wird vorzugsweise so gewählt, daß der Freiwinkel (α) unterhalb der Schneidkante kleiner als 10°, besonders bevorzugt, etwa 7 ± 2° beträgt.Of the Cone angle for the circular truncated cone is preferably chosen so that the clearance angle (α) below the cutting edge is less than 10 °, more preferably, about 7 ± 2 °.
Der Schneidkörper wird vorzugsweise in die Ausnehmung eingeklebt oder eingelötet. Geeignete Klebstoffe auf Basis von Epoxidharz oder Acrylharz oder anderen hochtemperaturfesten Klebern sind bekannt und dem Fachmann geläufig.Of the cutting body is preferably glued or soldered into the recess. Suitable adhesives based on epoxy resin or acrylic resin or other high temperature resistant Adhesives are known and familiar to the expert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes ist mindestens eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Nut zur Befestigung des Schneideinsatzes an einem herkömmlichen Werkzeughalter vorgesehen. Zur Erzielung eines unverrückbaren, geometrisch genau definierbaren Sitzes des Schneideinsatzes in einem dafür vorgesehenen Werkzeughalter ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Nut beidseitig von parallel zur Nut verlaufenden Erhebungen begrenzt ist, damit ein formschlüssiger Eingriff mit den dafür vorgesehenen Befestigungsmitteln des Werkzeughalters erfolgen kann.at a preferred embodiment the cutting insert according to the invention is at least one transverse to its longitudinal axis groove Attachment of the cutting insert provided on a conventional tool holder. To achieve an immovable, geometrically exactly definable seat of the cutting insert in one meant for Tool holder, it is advantageous if the at least one groove bounded on both sides by parallel to the groove extending surveys is, thus a form-fitting Engaging with those for it provided fastening means of the tool holder can be done.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Schneideinsatz als Wendeschneidplatte ausgebildet, wobei die Wendeschneidplatte besonders bevorzugt zwei bis vier Schneidkörper aufweist.Preferably is the cutting insert according to the invention formed as an indexable insert, wherein the indexable insert particularly preferably has two to four cutting body.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt der Maximaldurchmesser des Schneidkörpers etwa 4 ± 0,05 mm bis etwa 10 ± 0,05 mm, wobei die Materialstärke bzw. Dicke des Keramikschneidkörpers bis auf Werte von etwa 2 mm herabgesetzt werden kann, ohne daß die Mindestanforderungen an die mechanische Festigkeit und Steifigkeit unterschritten würden. Vorzugsweise entspricht die Dicke des Keramikschneidkörpers etwa der Hälfte der Dicke des Schneideinsatzes, ohne Berücksichtigung der die Befestigungsnut umgebenden Erhebungen.at A particularly advantageous embodiment of the invention is the maximum diameter of the cutting body about 4 ± 0.05 mm to about 10 ± 0.05 mm, the material thickness or thickness of the ceramic cutting body can be reduced to values of about 2 mm, without the minimum requirements would fall below the mechanical strength and rigidity. Preferably corresponds to the thickness of the ceramic cutting body about half of Thickness of the cutting insert, ignoring the fixing groove surrounding surveys.
Der erfindungsgemäße Schneideinsatz wird besonders vorteilhaft zum Einstechen oder Kopierdrehen verwendet, insbesondere bei hohen Drehgeschwindigkeiten bzw. Hochtemperaturanwendungen, und insbesondere bei Schneideinsätzen mit sehr kleiner Stechbreite oder sehr kleinem Radius. Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Schneideinsatz zum Einstechen oder Kopierdrehen von Leichtmetallwerkstücken, insbesondere von Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, wie sie beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich bei Leichtmetallfelgen und anderen Teilen anzutreffen sind.Of the cutting insert according to the invention is used particularly advantageously for piercing or copy turning, especially at high rotational speeds or high-temperature applications, and especially with cutting inserts with very small groove width or very small radius. Especially suitable is the cutting insert according to the invention for grooving or copy turning of light metal workpieces, in particular from workpieces Aluminum or aluminum alloys, as for example in the automotive field can be found in alloy wheels and other parts.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert:The Invention will be explained in more detail with reference to the drawing:
Der
Schneideinsatz
Die
beiden Keramikschneidkörper
Der
Freiwinkel α unterhalb
der Schneidkanten
Quer
zur Längsachse
L des Schneideinsatzes
Der
Maximaldurchmesser der größeren Grundfläche des
Kreiskegelstumpfs der Keramikschneidkörper
Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes
besitzt eine „Hundeknochen"-Konfiguration, wie
sie in den
- – ein Schneideinsatz aus Hartmetall mit mindestens einer Ausnehmung, in die ein Schneidkörper aus einem von Hartmetall verschiedenen Schneidmaterial unter Ausbildung einer festen Verbindung eingesetzt ist,
- – an dem Schneidkörper ist eine Schneidkante gebildet,
- – der Schneidkörper besteht aus einer Schneidkeramik und besitzt die Form eines Kreiskegelstumpfs, der mindestens bereichsweise mit der geometrischen Form der Ausnehmung kongruent ist,
- – mindestens eine Nut, die beidseitig von parallel zur Nut verlaufenden Erhebungen begrenzt ist, verläuft quer zu einer Längsachse des Schneideinsatzes zur Befestigung des Schneideinsatzes an einem Werkzeughalter.
- A cutting insert made of hard metal with at least one recess into which a cutting body made of a cutting material different from carbide is inserted to form a firm connection,
- On the cutting body a cutting edge is formed,
- The cutting body consists of a cutting ceramic and has the shape of a circular truncated cone, which is at least partially congruent with the geometric shape of the recess,
- - At least one groove which is bounded on both sides by projections extending parallel to the groove extends transversely to a longitudinal axis of the cutting insert for fastening the cutting insert to a tool holder.
Die Vorteile der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung treten im Hinblick auf die Querbruchfestigkeit dann am deutlichsten zutage, wenn der Maximaldurchmesser des Schneidkörpers klein ist und beispielsweise 4 bis 10 ± 0,05 mm beträgt.The Advantages of the preferred embodiments The invention then occur with regard to the transverse breaking strength most clearly evident when the maximum diameter of the cutter body is small and for example 4 to 10 ± 0.05 mm.
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